5. Задание граничных условий

Кинематические граничные условия задаются на границах блока основания, в виде запрета на горизонтальные перемещения на вертикальных границах, и вертикальных перемещений – на нижней границе.

Требуется ввод команд:

DCR, 9, UX, 0, 9, 1,

Здесь 9–номер первой ЛИНИИ, по которой расположены узлы с предписанными перемещениями.

UX– обозначение направления вдоль оси Х.

0– величина предписанного перемещения.

9– номер последней из последующих ЛИНИЙ (если их несколько).

1– шаг.

DCR, 11, UX, 0, 11, 1,

DCR, 10, UY, 0, 10, 1,

Гидростатическая нагрузка на напорную грань плотины определяется по закону треугольника, она определяется плотностью воды и расстоянием от УВБ. Для задания треугольной эпюры давления на напорную грань имеется возможность указать только два значения давления на поверхность – в точке В, равное 0, и в точке А, равное 0,981(МПа.) последнее число соответствует давлению на глубине 100м. Команда записывается так.

PCR, 1, 0.981, 1, 1, 0, 4

Здесь 1– номер ЛИНИИ, по которой действует внешнее давление.

0.981– давление в точке А (в первой точке ЛИНИИ).

1, 1– необходимы для указания диапазона ЛИНИЙ.

0– давление в точке В (вторая точка ЛИНИИ)

4– указание о том, что распределенная нагрузка ориентирована по нормали к ЛИНИИ.

Аналогично, следует приложить давление на ложе водохранилища

PCR, 6, 0.981, 6, 1, 0.981, 4

Результат выполнения команд – на рис.8.

Рис.8. Сеть КЭ с указанием кинематических и статических граничных условий.

Помимо гидростатической нагрузки следует задать гравитационную нагрузку от веса сооружения. Для этого вводятся следующие команды:

A_STATIC, G,0,0,1E-006,1E+010,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

Здесь Gзадает режим расчета с учетом гравитации.

ACEL, 0, -9.81,0

Эта команда указывает величины ускорений по тем направлениям, в данном случае – величину ускорения свободного падения в направлении Y, и "-" указывает направление ускорения вниз.

6. Расчет ндс и анализ результатов

Для отображения в выходном файле (с расширением *.out) информации о напряжениях в узлах и элементах требуется указать:

A_STRESS,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0

Проверка исходной информации, формирование матрицы жесткости, решение системы линейных уравнений, формирование данных о результатах расчета – все это происходит по выполнении команды:

R_STATIC

Далее, после получения решения, следует использовать богатый выбор пунктов меню RESULTS.

Так, деформированное состояние рассматриваемого объекта можно увидеть при помощи выбора RESULTS->PLOT->DeformedShape(рис.9.).

Рис.9. Сеть КЭ – деформированное состояние (масштаб перемещений – 2500:1)

ПРИМЕЧАНИЕ. Приведенные результаты отражают НДС плотины при действии гравитационных сил от веса плотины и гидростатической нагрузки. НДС основания представляет собой изменения, обусловленные возведением плотины и наполнением водохранилища.

Дальнейший анализ предполагает получение изолиний компонентов напряженного состояния в сечении, построение графиков изменения параметра вдоль линии, и прочее.

Так, на рис.10 можно видеть распределение напряжений Sx, по всему сечению (к сожалению, при печати в черно-белом варианте восприятие затруднено), и вдоль одной из линий, в данном случае – вдоль вертикали по напорной грани. График подтверждает заданный линейный характер распределения напряжений на границе.

На рис.11 показано распределение напряжений Sy, по сечению, и вдоль горизонтальной линии, близкой к линии контакта.

Более подробный анализ следует проводить с использованием текстового файла (с расширением *.OUT). Вся информация о параметрах НДС в нем представлена для узлов и элементов в порядке возрастания номеров. Так что для использования этой информации необходимо четкое представление о местоположение того или другого узла (элемента).

Рис.10. Распределение напряженийSxв сечении плотины и графикSxвдоль одной из линий.

Рис.11. Распределение напряжений Syв сечении плотины

и график Syвдоль одной из линий.